CN103287585B - 一种自然冷却节能型飞机地面空调车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自然冷却节能型飞机地面空调车及其控制方法，本空调车包括汽车底盘，安装在汽车底盘上的外框架车箱，安装在外框架车箱内部的电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统、自动控制系统和制热系统；外框架车箱包括轴流风机；空调送风系统包括空调箱体，空调箱体包括入风端和送风端；自动控制系统包括传感器组、烟雾探测器、数据采集系统和中央控制系统，传感器组和数据采集系统连接；轴流风机、数据采集系统和各系统都与中央控制系统连接。本发明设计合理、高效节能，调节精度高、智能程度高，结构紧凑、体积小、重量轻、成本低、安全性能高、运行稳定可靠；本发明节约能源、减少环境污染，出风温度调节精度高。

Description

一种自然冷却节能型飞机地面空调车及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种飞机地面保障设备，尤其涉及的是一种自然冷却节能型飞机地面空调车及其控制方法。

背景技术

现有的一般飞机地面空调车产品，包括汽车底盘、发电机、外电源连接器、空调机组、操作系统和管路附件，为停靠在机场的飞机提供经过处理的一定流量、温度、压力的冷却空气。

但是，由于该类飞机地面空调车仅能采用制冷系统制冷的高能耗冷却方式，能耗高，运行费用高，环境污染严重，不符合国家倡导的节能和环保政策；而且由于多压缩机仅能通过开停压缩机控制出风温度，使得其控制的出风温度精度低，每开停一台压缩机，出风温度的波动范围为8~10℃甚至更高，出风温度不稳定，使飞机机舱内部的冷却效果不佳，时热时冷，人员所处的环境舒适性低，甚至影响飞机操控人员的精神状态，间接影响飞机的安全驾驶；同时，该类飞机地面空调车的空气处理系统是在高压鼓风机的前后分别设置蒸发器，此种做法需要在高压鼓风机的前后都设置两个空调箱，占用的空间大，需采用大号的汽车底盘，造成空调车体积大、重量重、成本高，不利于空调车向轻型化、小型化发展，也不利于节约成本和转场与运输。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自然冷却节能型飞机地面空调车及其控制方法，旨在解决现有的飞机地面空调车高能耗、高污染，环境控制精度低、环境舒适性低和保障性等技术不足的问题。

本发明的技术方案如下：一种自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，包括汽车底盘，安装在汽车底盘上的外框架车箱，安装在外框架车箱内部的电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统、自动控制系统和制热系统；所述外框架车箱包括轴流风机；所述空调送风系统包括空调箱体，空调箱体包括入风端和送风端；所述自动控制系统包括传感器组、烟雾探测器、数据采集系统、风机电机、风机变频器和中央控制系统，传感器组和烟雾探测器设置在空调箱体内，所述传感器组和数据采集系统连接；所述风机电机、风机变频器分别与轴流风机连接；所述电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统、风机电机、风机变频器、数据采集系统和制热系统都与中央控制系统连接；传感器组和烟雾探测器检测空调箱体的环境信息，通过数据采集系统反馈到数据采集系统处理。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述外框架车箱还包括外框架空调箱和送风软管储存箱，所述送风软管储存箱设置在外框架空调箱上，轴流风机设置在外框架空调箱内。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述电源系统包括发电机、电机排气消声器和与市电电源连接的电源接头；发电机与发电机排气消声器连接；所述发电机、发电机排气消声器和电源接头都与中央控制系统连接。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述的空调送风系统还包括空气过滤器、高压鼓风机、鼓风机消声器和送风管道；所述送风管道包括送风口，送风管道上设置有自动控制阀门；所述空气过滤器设置在高压鼓风机的入口处，鼓风机消声器设置在空气过滤器与高压鼓风机之间，高压鼓风机和空调箱体的入风端通过连接管道连接，空调箱体的送风端和送风管道连接，所述高压鼓风机分别与风机电机、风机变频器连接；空气过滤器、风机变频器、鼓风机消声器、风机电机和自动控制阀门都与中央控制系统连接。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述自然冷却系统包括自然冷却流体泵、流体泵变频器、放气阀、环境冷却表冷器、空气处理表冷器、膨胀罐和过滤器；所述空气处理表冷器设置在空调箱体内；自然冷却流体泵与过滤器连接，过滤器与膨胀罐连接，膨胀罐与空气处理表冷器连接，变频自然冷却流体泵与环境冷却表冷器通过放气阀连接，环境冷却表冷器与空气处理表冷器连接；环境冷却表冷器与空气处理表冷器之间、自然冷却流体泵与环境冷却表冷器之间和膨胀罐与空气处理表冷器之间还设置有放液阀；放液阀与空气处理表冷器之间还设置有流量保护器；流体泵变频器与自然冷却流体泵连接，放气阀、环境冷却表冷器、空气处理表冷器、过滤器、流体泵变频器都与中央控制系统连接。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述制冷系统包括第一子制冷系统、第二子制冷系统和第三子制冷系统，所述第一子制冷系统、第二子制冷系统和第三子制冷系统结构一致；所述第一子制冷系统包括制冷系统压缩机、制冷系统冷凝器、蒸发器、储液器和汽液分离器；所述蒸发器设置在空调箱体内，蒸发器与储液器连接，储液器与制冷系统冷凝器连接，制冷系统冷凝器与制冷系统压缩机连接，制冷系统压缩机与汽液分离器连接，汽液分离器与蒸发器连接；蒸发器与储液器之间设置有膨胀阀和干燥过滤器；制冷系统冷凝器与制冷系统压缩机之间、制冷系统压缩机与汽液分离器之间通过逆止阀连接；冷系统冷凝器与制冷系统压缩机之间、制冷系统压缩机与汽液分离器之间还设置有压力保护器；所述制冷系统压缩机、制冷系统冷凝器、蒸发器、膨胀阀、干燥过滤器和汽液分离器都与中央控制系统连接。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述自动控制系统还包括电气控制箱和显示操作系统；所述传感器组包括流量传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器；所述中央控制系统设置在电气控制箱内，显示操作系统设置在电气控制箱上，显示操作系统与中央控制系统连接；所述流量传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾探测器设置在空调箱体的送风端。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述制热系统包括电加热器，所述电加热器设置在空调箱体内，所述电加热器与中央控制系统连接。

一种如上述任意一项所述的自然冷却节能型飞机地面空调车的控制方法，其中，具体包括以下步骤：

步骤A：通过传感器组和烟雾探测器实时探测空调箱体内的环境信息；

步骤B：环境信息通过数据采集系统反馈到中央控制系统；

步骤C：中央控制系统根据反馈的环境信息与标准环境信息对比，若反馈的环境信息在标准环境信息的允许范围内，执行步骤D；若反馈的环境信息不在标准环境信息的允许范围内，执行步骤E；

步骤D：执行步骤A-C；

步骤E：中央控制系统分别控制轴流风机、电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统和制热系统动作，调节空调箱体内的环境条件至标准环境信息的允许范围内。

所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其中，所述步骤A中的传感器组包括流量传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种自然冷却节能型飞机地面空调车及其控制方法，本发明设计合理、高效节能，调节精度高、智能程度高，结构紧凑、体积小、重量轻、成本低、安全性能高、运行稳定可靠；本发明节约能源、减少环境污染，符合国家倡导的节能和环保政策，出风温度调节精度高，为机舱人员和飞机操控人员提供舒适的环境，提高飞机操控人员的精神状态，提升飞机的驾驶安全性。

附图说明

图1是本发明中自然冷却节能型飞机地面空调车的结构示意图。

图2是本发明中自然冷却节能型飞机地面空调车的俯视图。

图3是本发明中自然冷却节能型飞机地面空调车的内部设备连接示意图。

图4是本发明中自然冷却节能型飞机地面空调车的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1-3所示，所述自然冷却节能型飞机地面空调车包括汽车底盘A00，安装在汽车底盘A00上的外框架车箱，安装在外框架车箱内部的电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统、自动控制系统和制热系统，所述电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统和制热系统都与自动控制系统连接。

所述外框架车箱包括外框架空调箱B10、送风软管储存箱B20和轴流风机B30，所述送风软管储存箱B20设置在外框架空调箱B10上，轴流风机B30设置在外框架空调箱B10内；轴流风机B30与自动控制系统G00连接。

所述电源系统包括发电机C10和与市电电源连接的电源接头C30；所述发电机C10和电源接头C30都与自动控制系统G00连接；当不能使用市电电源时，通过发电机C10发电供整个地面空调车运作。

为了减低发电机C10工作时的噪音，所述电源系统C00还包括发电机排气消声器C20，所述发电机C10与发电机排气消声器C20连接。

所述的空调送风系统包括空气过滤器D10、高压鼓风机D30、空调箱体D50和送风管道D60；空调箱体D50包括入风端和送风端；所述空气过滤器D10设置在高压鼓风机D30的入口处，高压鼓风机D30和空调箱体D50的入风端通过连接管道D40连接，空调箱体D50的送风端和送风管道D60连接；所述送风管道D60包括送风口D61。

为了减低高压鼓风机D30工作时的噪音，所述空调送风系统D00还包括鼓风机消声器D20，所述鼓风机消声器D20设置在空气过滤器D10与高压鼓风机D30之间。

所述送风管道D60可按实际需要设置多个。本实施例中，所述送风管道D60设置两个。

为了可以实时控制送风管道D60的送风量，所述送风管道D60上还设置有自动控制阀门D62，所述自动控制阀门D62与自动控制系统G00连接。

所述自然冷却系统包括自然冷却流体泵E10、放气阀E60、环境冷却表冷器E20、空气处理表冷器E30、膨胀罐E40和过滤器E50；所述空气处理表冷器E30设置在空调箱体D50内；自然冷却流体泵E10与过滤器E50连接，过滤器E50与膨胀罐E40连接，膨胀罐E40与空气处理表冷器E30连接，变频自然冷却流体泵E10与环境冷却表冷器E20通过放气阀E60连接，环境冷却表冷器E20与空气处理表冷器E30连接。

为了对自然冷却流体泵E10实现变频控制，所述自然冷却系统E00还包括流体泵变频器E11，所述流体泵变频器E11与自然冷却流体泵E10连接，流体泵变频器E11与自动控制系统G00连接。

为了实现自然冷却系统E00中液体的流动控制，所述环境冷却表冷器E20与空气处理表冷器E30之间、自然冷却流体泵E10与环境冷却表冷器E20之间和膨胀罐E40与空气处理表冷器E30之间还设置有放液阀E80。

为了便于根据实际需要调节环境冷却表冷器E20与空气处理表冷器E30之间液体的流动量，所述放液阀E80与空气处理表冷器E30之间还设置有流量保护器E70，用于流体断流时进行安全保护。

所述制冷系统包括第一子制冷系统F10、第二子制冷系统F20和第三子制冷系统F30，所述第一子制冷系统F10包括制冷系统压缩机F11、制冷系统冷凝器F12、蒸发器F13、储液器F16和汽液分离器F19；所述蒸发器F13设置在空调箱体D50内，蒸发器F13与储液器F16连接，储液器F16与制冷系统冷凝器F12连接，制冷系统冷凝器F12与制冷系统压缩机F11连接，制冷系统压缩机F11与汽液分离器F19连接，汽液分离器F19与蒸发器F13连接。

为了使冷媒从中温高压的液体汽化为低温低压的湿蒸汽，所述蒸发器F13与储液器F16之间设置有膨胀阀F18。

为了防止冷媒中存在杂质堵塞蒸发器F13，所述蒸发器F13与储液器F16之间还设置有干燥过滤器F17。

为了控制制冷系统F00中冷媒的逆流，所述制冷系统冷凝器F12与制冷系统压缩机F11之间、制冷系统压缩机F11与汽液分离器F19之间通过逆止阀F14连接。

为了直观地根据实际需要调节制冷系统F00中冷媒的流动量，冷系统冷凝器F12与制冷系统压缩机F11之间、制冷系统压缩机F11与汽液分离器F19之间还设置有压力保护器F15，用于对压力过高或过低时进行安全保护。

所述第二子制冷系统F20和第三子制冷系统F30结构都与第一子制冷系统F10一致。

所述自动控制系统包括电气控制箱G10、传感器组、烟雾探测器G70、数据采集系统、中央控制系统和显示操作系统，所述传感器组包括流量传感器G30、压力传感器G40、温度传感器G50和湿度传感器G60；所述中央控制系统设置在电气控制箱G10内，显示操作系统设置在电气控制箱G10上，显示操作系统与中央控制系统连接，所述流量传感器G30、压力传感器G40、温度传感器G50、湿度传感器G60、烟雾探测器G70和数据采集系统都与中央控制系统连接；所述流量传感器G30、压力传感器G40、温度传感器G50、湿度传感器G60和烟雾探测器G70设置在空调箱体D50送风端，用于检测空调箱体D50内的气体各状态传递给数据采集系统，数据采集系统反馈信息给中央控制系统，中央控制系统根据信息调节各装置。

所述自动控制系统还包括风机电机G80和风机变频器G90，所述风机电机G80、风机变频器G90分别与轴流风机B30、高压鼓风机D30连接，风机变频器G90和风机电机G80都与中央控制系统连接。

所述发电机C10、发电机排气消声器C20和电源接头C30都与中央控制系统连接；空气过滤器D10、鼓风机消声器D20和自动控制阀门D62都与中央控制系统连接；放气阀、环境冷却表冷器、空气处理表冷器、过滤器、流体泵变频器都与中央控制系统连接；所述制冷系统压缩机、制冷系统冷凝器、蒸发器、膨胀阀、干燥过滤器和汽液分离器都与中央控制系统连接；所述电加热器与中央控制系统连接。

所述制热系统包括电加热器H10，所述电加热器H10设置在空调箱体D50内，所述电加热器H10与自动控制系统G00连接。

如图4所示，一种基于上述任意一项所述的自然冷却节能型飞机地面空调车的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤A：通过传感器组和烟雾探测器G70实时探测空调箱体D50内的环境信息；

步骤B：环境信息通过数据采集系统反馈到中央控制系统；

步骤C：中央控制系统比对反馈环境信息是否在标准环境信息的允许范围内，是，执行步骤D；否，执行步骤E；

步骤D：执行步骤A-C；

步骤E：中央控制系统分别控制轴流风机B30、电源系统C00、空调送风系统D00、自然冷却系统E00、制冷系统F00和制热系统H00动作，调节空调箱体D50内的环境条件至标准环境信息的允许范围内。

本发明设计合理、高效节能，调节精度高、智能程度高，结构紧凑、体积小、重量轻、成本低、安全性能高、运行稳定可靠；本发明节约能源、减少环境污染，符合国家倡导的节能和环保政策，出风温度调节精度高，为机舱人员和飞机操控人员提供舒适的环境，提高飞机操控人员的精神状态，提升飞机的驾驶安全性。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，包括汽车底盘，安装在汽车底盘上的外框架车箱，安装在外框架车箱内部的电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统、自动控制系统和制热系统；所述外框架车箱包括轴流风机；所述空调送风系统包括空调箱体，空调箱体包括入风端和送风端；所述自动控制系统包括传感器组、烟雾探测器、数据采集系统、风机电机、风机变频器和中央控制系统，传感器组和烟雾探测器设置在空调箱体内，所述传感器组和数据采集系统连接；所述风机电机、风机变频器分别与轴流风机连接；所述电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统、风机电机、风机变频器、数据采集系统和制热系统都与中央控制系统连接；传感器组和烟雾探测器检测空调箱体的环境信息，通过数据采集系统反馈到中央控制系统处理；

所述的空调送风系统还包括空气过滤器、高压鼓风机、鼓风机消声器和送风管道；所述送风管道包括送风口，送风管道上设置有自动控制阀门；所述空气过滤器设置在高压鼓风机的入口处，鼓风机消声器设置在空气过滤器与高压鼓风机之间，高压鼓风机和空调箱体的入风端通过连接管道连接，空调箱体的送风端和送风管道连接，所述高压鼓风机分别与风机电机、风机变频器连接；空气过滤器、风机变频器、鼓风机消声器、风机电机和自动控制阀门都与中央控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，所述外框架车箱还包括外框架空调箱和送风软管储存箱，所述送风软管储存箱设置在外框架空调箱上，轴流风机设置在外框架空调箱内。

3.根据权利要求1所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，所述电源系统包括发电机、发电机排气消声器和与市电电源连接的电源接头；发电机与发电机排气消声器连接；所述发电机、发电机排气消声器和电源接头都与中央控制系统连接。

4.根据权利要求1所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，所述自然冷却系统包括自然冷却流体泵、流体泵变频器、放气阀、环境冷却表冷器、空气处理表冷器、膨胀罐和过滤器；所述空气处理表冷器设置在空调箱体内；自然冷却流体泵与过滤器连接，过滤器与膨胀罐连接，膨胀罐与空气处理表冷器连接，自然冷却流体泵与环境冷却表冷器通过放气阀连接，环境冷却表冷器与空气处理表冷器连接；环境冷却表冷器与空气处理表冷器之间、自然冷却流体泵与环境冷却表冷器之间和膨胀罐与空气处理表冷器之间还设置有放液阀；放液阀与空气处理表冷器之间还设置有流量保护器；流体泵变频器与自然冷却流体泵连接，放气阀、环境冷却表冷器、空气处理表冷器、过滤器、流体泵变频器都与中央控制系统连接。

5.根据权利要求1所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，所述制冷系统包括第一子制冷系统、第二子制冷系统和第三子制冷系统，所述第一子制冷系统、第二子制冷系统和第三子制冷系统结构一致；所述第一子制冷系统包括制冷系统压缩机、制冷系统冷凝器、蒸发器、储液器和汽液分离器；所述蒸发器设置在空调箱体内，蒸发器与储液器连接，储液器与制冷系统冷凝器连接，制冷系统冷凝器与制冷系统压缩机连接，制冷系统压缩机与汽液分离器连接，汽液分离器与蒸发器连接；蒸发器与储液器之间设置有膨胀阀和干燥过滤器；制冷系统冷凝器与制冷系统压缩机之间、制冷系统压缩机与汽液分离器之间通过逆止阀连接；制冷系统冷凝器与制冷系统压缩机之间、制冷系统压缩机与汽液分离器之间还设置有压力保护器；所述制冷系统压缩机、制冷系统冷凝器、蒸发器、膨胀阀、干燥过滤器和汽液分离器都与中央控制系统连接。

6.根据权利要求1所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，所述自动控制系统还包括电气控制箱和显示操作系统；所述传感器组包括流量传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器；所述中央控制系统设置在电气控制箱内，显示操作系统设置在电气控制箱上，显示操作系统与中央控制系统连接；所述流量传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾探测器设置在空调箱体的送风端。

7.根据权利要求1所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，所述制热系统包括电加热器，所述电加热器设置在空调箱体内，所述电加热器与中央控制系统连接。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的自然冷却节能型飞机地面空调车的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤A：通过传感器组和烟雾探测器实时探测空调箱体内的环境信息；

步骤B：环境信息通过数据采集系统反馈到中央控制系统；

步骤C：中央控制系统根据反馈的环境信息与标准环境信息对比，若反馈的环境信息在标准环境信息的允许范围内，执行步骤D；若反馈的环境信息不在标准环境信息的允许范围内，执行步骤E；

步骤D：执行步骤A-C；

步骤E：中央控制系统分别控制轴流风机、电源系统、空调送风系统、自然冷却系统、制冷系统和制热系统动作，调节空调箱体内的环境条件至标准环境信息的允许范围内。

9.根据权利要求8所述的自然冷却节能型飞机地面空调车，其特征在于，所述步骤A中的传感器组包括流量传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器。